ES2799648A2

ES2799648A2 - Equipo para efectuar soldaduras TIG circunferenciales

Info

Publication number: ES2799648A2
Application number: ES201930408A
Authority: ES
Inventors: Irias Gustavo Ranero; Campo Raúl Sanz; Estefania Fernando Gomez; Garcia Eduardo Sarachaga; Almeida Domingo Lima
Original assignee: Equipos Nucleares SA
Current assignee: Equipos Nucleares SA
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2020-12-18
Also published as: ES2799648R1

Abstract

Equipo para efectuar soldaduras TIG circunferenciales, que comprende, además de un dispositivo de soldadura TIG completo, una junta rotativa (2), a través de la que se conectan todas las señales de mando y potencia de sistema, y las conexiones de gas y de agua de refrigeración de la antorcha (7), cuyo estator (21) se monta fijo en la parte superior de la estructura (1), colgando de su rotor el conjunto de los mecanismos de este equipo, entre los que constituyen parte esencial del mismo: un módulo de control de voltaje del arco (6) que controla la distancia entre el electrodo (71) y la pieza que se está soldado; unos módulos de posicionamiento (4) que permiten el control del movimiento de giro de la antorcha, que corresponde al movimiento de avance de la soldadura, y un movimiento perpendicular al eje de giro que permite elegir el radio a soldar y, durante la soldadura, realizar el movimiento de oscilación y un módulo (3) de suministro de hilo junto con un módulo (5) de ajuste de la posición del hilo (8) en relación a la antorcha (7).

Description

DESCRIPCIÓN

Equipo para efectuar soldaduras TIG circunferenciales

Sector de la técnica

El sector de la invención es el de la soldadura, especialmente de soldadura tipo TIG (Tungsten Inert Gas), opcionalmente con aportación de hilo caliente.

Especialmente, este equipo ha sido diseñado para realizar soldaduras en continuo, con la pieza en posición estática mientras el cabezal de soldadura describe una trayectoria circunferencial. Este equipo también se puede emplear en el recargue (plaqueado) interior de tubos, que estén dentro del rango de alcance del dispositivo de soldadura.

Estado de la técnica

La soldadura TIG se caracteriza por la creación de un arco eléctrico entre un electrodo de metal refractario (aleación de tungsteno) y la pieza, en una atmósfera de gas inerte. La soldadura TIG utiliza, en lugar de un electrodo de metal fundente como la soldadura MIG, un electrodo de tungsteno no consumible, ya que este material se puede calentar a una temperatura muy alta antes de fundirse, por lo que la soldadura TIG requiere que se aplique un metal de aporte o de relleno adicional. Esto motiva que la mayoría de las referencias existentes en el estado de la técnica de equipos para realizar soldaduras circunferenciales, empleen la tecnología MIG.

En la mayoria de los sistemas giratorios de soldadura no se puede realizar el proceso de manera continua ya que es necesario parar y girar en sentido contrario al de soldadura para poder recuperar las vueltas dadas debido a los cables de conexión tanto del propio mecanismo como los propios del proceso de soldadura; lo cual sin duda alarga el tiempo de trabajo de forma sustancial y aumenta la posibilidad de aparicion de defectos en las sucesivas paradas y arranques del proceso de soldadura.

Explicación de la invención

Basándose en la técnica anterior, un objetivo de la presente invención es proporcionar un equipo para efectuar soldaduras TIG circunferenciales y en continuo, es decir en el que el cabezal de soldadura gire siempre en el mismo sentido. Este equipo también puede efectuar soldadura de recargue (plaqueado) interior de tubos de acero, aportando una soldadura continua helicoidal, desplazándose ligeramente longitudinalmente a lo largo del tubo mientras realiza una soldadura circunferencial.

Con el fin de alcanzar los objetivos propuestos, mencionados en el apartado anterior, la invención propone un equipo, que tiene las características de la reivindicación 1.

El dispositivo de soldadura permite realizar la soldadura de manera desasistida y de manera continua, en contraposición a la mayoría de los sistemas giratorios de soldadura en los que no se puede realizar el proceso de manera continua ya que es necesario parar y girar en sentido contrario al de soldadura para poder recuperar las vueltas dadas debido a los cables de conexión tanto del propio mecanismo como los propios del proceso de soldadura. En este dispositivo no es necesario detener el proceso para recuperar las vueltas debido a que dispone de una junta rotativa que permite el trabajo continuo.

El dispositivo de soldadura incorpora además todos los mecanismos necesarios para el control y manejo del terminal de soldadura.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista general en perspectiva del equipo de la invención y en concreto de la posición que ocupa la junta rotativa (2), que forma parte del mismo.

La figura 2 representa una sección diametral de la citada junta rotativa (2).

Las figuras 3, 4 y 5 muestran vistas desde distintos ángulos, en las que se han resaltado diversos mecanismos integrados en este equipo, en concreto: El control de voltaje del arco (AVC) (6), el sistema de alimentación (3) y ajuste de la posición del hilo (5) y el sistema de posicionamiento radial (4) de la antorcha (7) con su correspondiente electrodo (71).

Finalmente, la figura 6 muestra un equipo destinado a la soldadura de recargue (plaqueado) interior de tubos (T) de acero.

Realización de la invención

Como se puede observar en las figuras referenciadas, el equipo para efectuar soldaduras TIG circunferenciales, objeto de la presente invención, comprende todos los mecanismos necesarios para el control y manejo del terminal de soldadura TIG, como son: una antorcha (7) y un electrodo (71), así como una bobina de hilo de aporte de metal de relleno adicional, así como un módulo de control que integra la electrónica, la unidad de potencia y una interface de usuario para el manejo y operación del equipo, todo ello montado en una estructura que dispone de medios de apoyo sobre, o en torno a, la pieza a soldar. Dentro de este equipo de soldadura se pueden distinguir los siguientes módulos:

Una junta rotativa (2), a través de la que se conectan todas las señales de mando y control del sistema, además de las conexiones del gas de apantallamiento, de agua de refrigeración de la antorcha (7) y la conexión de potencia de la propia soldadura. En la parte superior de la estructura (1) se fija el estator ((22), en el que se fijan el conjunto de los mecanismos de este equipo y del que emerge inferiormente el rotor (21); Gracias a esta junta rotativa (2) se puede realizar el proceso de soldadura en modo continuo, ya que el rotor (21) gira indefinidamente trasladando por una serie de conductos (23) el gas de apantallamiento y la ida y el retorno del agua de refrigeración de la antorcha (7) desde el estator, mediante las conexiones necesarias para el funcionamiento del equipo; para ello, estos conductos tienen entrada en el estator (22) a través de las conexiones de gas (27) y de agua (25, 26). Así mismo, a través de unas escobillas (24) se transfieren la corriente eléctrica al rotor (21).

En la técnica de soldadura TIG es muy importante mantener controlada la distancia entre el electrodo y la pieza que se está soldado. La tensión existente entre el electrodo y la pieza es proporcional a la distancia entre ellos. Para controlar esto, se ha dispuesto un módulo de control de voltaje del arco (AVC) (6) que controla la distancia entre el electrodo (71) y la pieza que se está soldado; este módulo incluye un servomecanismo controlado electrónicamente que permite monitorizar la tensión de arco y controlar la distancia electrodo-pieza; de esta forma manteniendo la tensión de arco constante se consigue que la distancia electrodo-pieza también lo sea. Tal y como se aprecia en la Fig. 3, el módulo de control de voltaje del arco (6) incluye un servomotor (61) que al girar desplaza un mecanismo (62) que incluye un husillo (63) que desplaza la antorcha (7) y el electrodo (71) controlando la distancia existente entre éste y la pieza que se está soldado.

El dispositivo de soldadura dispone así mismo de módulos de posicionamiento (4) servocontrolados (ver Fig. 5), que permiten el control del movimiento de la antorcha. Uno de estos módulos incorpora un servomotor de giro que realiza el movimiento de avance de la soldadura, efectuando un movimiento de rotación de 360° cuando se trata de efectuar soldaduras circunferenciales, o continuado cuando se emplea en el plaqueado interior de tubos. Un segundo módulo, situado perpendicularmente con respecto al eje de giro del equipo, permite elegir el radio a soldar y durante la soldadura permite realizar el movimiento de oscilación, a base de desplazar la antorcha (7) lateralmente y por tanto de ampliar o reducir el radio de giro de esta. Este segundo módulo incluye un servomotor (41) que al girar desplaza un mecanismo que incorpora un husillo (42), perpendicularmente al eje de giro del equipo, a fin de poder elegir el radio a soldar y durante la soldadura realizar el movimiento de oscilación.

Este equipo incluye también un módulo (3) de suministro de hilo (8), que lo extrae de forma controlada de una bobina, por medio de un servomotor incluido en dicho módulo, de manera que el hilo de la bobina colocada en un hueco (9), situado dentro del equipo, sale de forma continua y controlada y es guiado a través de una pinza (51) hasta que su extremo se sitúa en una posición delimitada, próxima a la antorcha (7). El módulo (5) permite variar la distancia de dicha pinza en relación a la antorcha (7) y consecuentemente el punto en el que se sitúa el extremo del hilo (8) con respecto a esta.

Finalmente, este equipo dispone de un sistema de guiado para modificar la inclinación de la antorcha en el sentido perpendicular al movimiento, pero, dado que este movimiento se realiza durante la puesta a punto previa a la soldadura, no es necesario que este motorizado.

En la Fig. 6 se observa un equipo destinado al recargue (plaqueado) interior de un tubo (T). Este equipo presenta una estructura formada por sendas bridas (13, 14), que están separadas por varios husillos (12) en los cuales se monta el conjunto del equipo, que se desplaza a lo largo de los mismos por accionamiento de un servomotor que mueve las tuercas (11) situadas en los husillos. La brida inferior (14) presenta unos medios de acoplamiento en la boca el tubo (T) de forma que el conjunto del dispositivo de soldadura se desplaza a lo largo de los husillos mientras se efectúa la soldadura helicoidal, al tiempo que gira, con la antorcha (7) enfrentada a la pared interior del mismo.

Una vez descrita la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, resulta de manera evidente que la invención es susceptible de aplicación industrial, en el sector indicado.

Asimismo se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación:

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Equipo para efectuar soldaduras TIG circunferenciales, que comprende un dispositivo de soldadura TIG, con su correspondiente antorcha (7) y electrodo (71) y una bobina de hilo (8) de aporte de metal de relleno adicional, así como un módulo de control que integra la electrónica, la unidad de potencia y una interface de usuario para el manejo y operación del equipo, todo ello montado en una estructura que dispone de medios de apoyo sobre, o en torno a, la pieza a soldar, caracterizado por que comprende además:

- una junta rotativa (2), a través de la que se conectan todas las señales de mando y control del sistema, además de las conexiones del gas de apantallamiento, de agua de refrigeración de la antorcha (7) y la conexión de potencia de la propia soldadura, en la que el estator (22) se monta fijo en la parte superior de la estructura (1), colgando de su rotor el conjunto de los mecanismos de este equipo;

- un módulo de control de voltaje del arco (AVC) (6) que controla la distancia entre el electrodo (71) y la pieza que se está soldado, que incluye un servomecanismo controlado electrónicamente que permite monitorizar la tensión de arco y controlar la distancia electrodo pieza;

- unos módulos de posicionamiento servocontrolados (4) que permiten el control del movimiento de giro de la antorcha, correspondiente al movimiento de avance de la soldadura, y un movimiento perpendicular al eje de giro que permite elegir el radio a soldar y durante la soldadura realizar el movimiento de oscilación; y

- un módulo (3) de suministro de hilo junto con un módulo (5) de ajuste de la posición del hilo (8) en relación a la antorcha (7).

2. - Equipo, según la reivindicación 1, caracterizado por que la junta rotativa (2) presenta en la base del rotor (21) una serie de conductos (23) por los que sale el gas de apantallamiento y sale y entra el agua de refrigeración de la antorcha (7), que conectan con las conexiones de gas (27) y de agua (25, 26), presentes en el estator (22); así mismo, presenta unas escobillas (24) a través de las que se transfieren la corriente eléctrica al rotor (21).

3. - Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo de control de voltaje del arco (6) incluye un servomotor (61) que al girar desplaza un mecanismo (62) que incluye un husillo (63) que desplaza la antorcha (7) y el electrodo (71) controlando la distancia existente entre éste y la pieza que se está soldado, para monitorizar la tensión de arco durante la soldadura.

4. - Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que uno de los módulos de posicionamiento incluye un servomotor (41) que al girar desplaza un mecanismo que incorpora un husillo (42), perpendicularmente al eje de giro del equipo, a fin de variar el radio a soldar y durante la soldadura realizar el movimiento de oscilación.

5. - Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende además un módulo (3) de suministro de hilo (8), que lo extrae de forma controlada de una bobina, colocada en un hueco (9) situado dentro del equipo, guiándolo a través de una pinza (51) situada próxima a la antorcha (7), cuya posición se ajusta mediante un módulo (5) que varía la distancia de dicha pinza en relación a la antorcha (7) y consecuentemente el punto en el que se sitúa el extremo del hilo (8) con respecto a esta.

6. - Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende también un mecanismo de guiado que permite modificar la inclinación de la antorcha en el sentido perpendicular al movimiento.

7. - Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la estructura del mismo dispone de sendas bridas (13, 14), separadas por varios husillos (12) en los que se monta el conjunto del equipo, disponiendo la brida inferior (14) de medios de acoplamiento en la boca de un tubo (T), de forma que el conjunto del dispositivo de soldadura se desplaza a lo largo de los husillos mientras se efectúa la soldadura helicoidal, al tiempo que gira, con la antorcha (7) enfrentada a la pared interior del mismo.